9年级下册北师大版物理 第14章第2节 磁场 逐字稿-4,683字

  师:亲爱的同学们,大家好。欢迎大家和我一起学习九年级下册第14单元第二节磁场。上节课我们认识到磁体具有吸引且无灭的性质,一个能在水平面内自由旋转的磁体,最终静止时总是一端指南,一端指北,这就是磁体的指向性。那么怎样改变磁体的南北指向呢?我想应该有很多方法,给同学们演示一下,比如我们可以用手直接拨动它,通过手直接给它施加一个力的作用。

  小磁针在力的作用下运动状态发生了改变,发生了平转。同样,我们也可以用一个笔杆对小磁针吹气。我们发现在笔杆没有接触小磁针的情况下,吹气也能改变小磁针的指向。这就是通过空气这样一种看不见摸不着的特殊物质,对小磁针传递一个力的作用。

  那么当我们把一个条形磁铁靠近小磁针时,又会发生什么现象呢?注意是靠近,不是接触。我们发现小磁针也发生了偏转。两个相互没有接触的磁体为什么也会产生相互作用呢?我们来对比分析一下。我们利用笔杆在不接触小磁针的情况下,通过吹气是利用了空气这样一种看不见摸不着的特殊物质,对小磁针传递了一个力的作用。那么两个磁极之间在没有接触的情况下也产生了相互作用,那一定存在着一种我们眼睛看不到、摸不着的特殊物质在传递磁力。在物理学中,我们把这种能传递磁力,但我们看不见、摸不着的特殊物质称为磁场。

  认识磁场这个概念,要从这几个方面理解。第一,磁场是看不见、摸不着的一种特殊物质,它客观存在于我们周围。第二,磁场可以传递磁力。由于磁场看不见、摸不着,认识它存在一些麻烦,那我们该怎样认识它呢?实际上在认识自然世界的过程中,经常会遇到这种现象。比如说风,我们知道风是由空气流动形成的,因为看不到空气,所以也看不到风的存在。但是我们可以根据树枝的摆动来感知风的存在,也可以根据树枝摆动的方向和幅度来认识风的强弱和风的方向。因此,我们可以用树枝来间接地认识风的存在。同样,我们可以通过磁场对其他物质产生的显著影响来间接地认识磁场。我想同学们一定会想到小磁针。因为磁体间存在相互作用,磁体会对小磁针产生力的作用,那我们就可以通过小磁针来间接地认识磁场。

  下面我们把一个磁体靠近小磁针,让小磁针处于磁体周围的磁场中。请同学们观察现象,发现了什么?对,小磁针发生了偏转。小磁针发生偏转又告诉了我们什么呢?我们知道小磁针发生偏转,说明它受到了力的作用。当小磁针处于磁体周围的磁场中时受到了力的作用,那就说明磁场对放入其中的磁体具有力的作用。我们把这称为磁场的基本性质。在后面的学习中,我们经常会利用小磁针是否发生偏传来认识,或者说判断该处是否有磁场存在。同时同学们也应该发现了,不同位置的小磁针偏转方向不一样,也就是说它的指向不同。这又能说明什么呢?我们知道树枝摆动方向不同说明风向不同,小磁针指向不同意味着磁场也是有方向的,并且磁场周围不同位置的小磁针指向不同,也就告诉我们磁体周围不同位置的磁场方向不同。

  在物理学中,为了方便认识磁场,人为地把静止小磁针N极的指向规定为磁场方向。对于这个方向规定,请注意两点:第一,该小磁针必须是能在水平面内自由旋转的;第二,静止小磁针N极的指向才是该点的磁场方向。通过刚才的学习,我们认识到磁体周围存在磁场,磁场具有方向性,磁体周围不同位置的磁场方向不同,那么磁场会不会像风那样也有强弱呢?老师手机中下载了一个小程序叫磁场探测器。我们打开磁场探测器,上面会显示一定的数值,现在它的初始数值是59个单位。具体为什么有这个初始数值,一会儿再给同学们解释。老师用磁场探测器逐渐靠近磁体,然后把磁场探测器放在磁体周围的不同位置,请同学们观察现象。

  我们发现,当磁场探测器靠近磁体时,磁场强度在逐渐增大。把磁场探测器放在磁体周围的不同位置都有磁场存在,并且磁场的强度不同。于是我们认识到磁场的分布是立体的,在磁体周围各处都存在磁场,并且我们也认识到磁体周围不同位置的磁场强弱不相同。下面我们结合刚才对磁场的认识,做一个小练习。

  第一,画出教材中图14 - 9中小磁针处的磁场方向,请同学们把每个小磁针所在位置的磁场方向都标注出来,给大家一分钟时间。都画好了吗?我们知道磁场方向就是该点静止小磁针N极的指向,图中的小磁针红端是N极,白端是S极,那我们只要用箭头表示出N极所指的方向,即为小磁针处的磁场方向。你画的和老师一样吗?好,下面同学们一起来完成练习。我们把磁体右边的小磁针中心用平滑的曲线连接起来。观察磁场的方向,也就是图中箭头的指向与所画曲线的切线方向之间存在着什么关系。大家看一下老师画的,发现了什么?非常好,我们发现磁感线在该点的切线方向和该点的磁场方向是一致的。

  刚才我们用小磁针来反映磁体周围的磁场分布情况,但是小磁针因体积过大,占据空间较大,不能完整地反映磁体周围各处的磁场分布情况。下面老师换用体积更小,磁化后相当于小磁针的铁屑来代替小磁针,研究磁体周围的磁场分布情况。

  好了,我们发现在磁体周围铁屑的分布情况好像有很多有序的线条一样。我们可以利用这些线条建立假想模型,以方便进一步研究磁场。物理学中把这些假想的曲线称为磁感线。

  对于磁感线的概念,要从下面几个方面认识。第一,磁感线是为了描述磁场而引入的一个假想模型,属于物理学中的建模思想。第二,我们用磁感线来描述磁场的方向和强弱,也就是磁场的分布情况,虽然磁感线是假想的,但它所描述的磁场却是客观存在的。下面我们一起来研究一下条形磁体周围的磁感线分布情况,看看同学们能发现哪些规律?这是条形磁体周围铁屑的分布情况。我们把这些铁屑的分布情况描绘出来,就形成了磁体周围的磁感线。请同学们仔细观察,有什么发现?

  下面老师带着同学们一起来分析。我们发现在条形磁体周围磁极的位置,磁感线最密,离磁极越远的地方磁感线越稀疏。而我们也知道磁体磁极处磁性最强,磁场分布最强。于是我们可以体会到,可以利用磁感线的疏密程度来描述磁场的强弱。磁感线越密的地方磁场越强,磁感线越稀疏的地方磁场越弱。发现了吗?我们再看在图中某一条磁感线的A点,老师放一个小磁针,静止时的指向如图所示,又有什么新发现呢?小磁针的红端是N极,所指方向就是A点的磁场方向,同时我们发现A点小磁针的指向正好与磁感线在A点的切线方向一致。于是我们可以想到,我们可以用磁感线在该点的切线方向来描述该点的磁场方向。还有其他发现吗?

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